東沙環礁地處南海北部，遠離陸源物質干擾(大氣沉降除外)且島 上人為活動稀少，屬於外源性物質較少的地區，適合利用初級生產力 和群聚呼吸率之比值(P/R ratio)作為檢驗東沙環礁潟湖生態系的指 標。研究結果顯示，春、夏、秋三季的 P/R 平均值均接近 1，而冬季 的 P/R 平均值更高達 3.03±3.82(表二)，顯示東沙環礁潟湖的生態系統 屬於平衡性，在冬季則屬於自營性。冬季的高 P/R 值，主要因此時低 群聚呼吸率導致。若將各季節之 P/R 值進一步分析發現，同季節不同
33
測站間的 P/R 比值有極大差異(表二)，凸顯其生物分布呈現極大的空 間歧異度。若就碳收支系統觀點而言，東沙環礁潟湖與大氣間的碳通 量常呈平衡狀態，但冬季時可能是碳匯(carbon sink)；此說明東沙環 礁潟湖生態系此時將有額外的有機碳源，提供底棲生態系或其周遭海 洋生態系利用，冬季的高溶解態有機碳濃度亦可間接佐證此推論(表 二)。
34
第伍章、結論
本研究以瞭解東沙環礁潟湖內浮游生物群聚呼吸率和有機碳循 環之時空變化為主要目標，並探討影響潟湖內生態系變化之原因。
研究結果顯示，潟湖內水溫四季皆溫暖，適浮游生物生長，其因 礁台阻礙水體交換且水體深度較淺等因素，造成水溫有明顯的季節律 動，而且各參數有極大的空間變異。就化學水文和生物參數而言，除 磷酸鹽偏低之外，東沙環礁潟湖屬於中度營養的海域，推測為周邊海 域的營養鹽進入潟湖後，被潟湖內的生物吸收，並且在此封閉性的潟 湖內，不斷的再循環利用所致。在氮磷比值的部分，潟湖內各季節之 平均比值都大於 16，顯示東沙環礁潟湖屬於磷限制的海域；然而，
所有數據一起分析發現，葉綠素甲與無機氮呈顯著相關，推測浮游植 物生物量亦受無機氮濃度多寡的影響。
就浮游生物群聚呼吸率的變化而言，東沙環礁潟湖內的群聚呼吸 率主要受到浮游生物量的多寡而影響，其中又以浮游植物和浮游細菌 為主要貢獻者。進一步探究各季節之變化，春季之浮游植物應為群聚 呼吸率主要貢獻者。夏季的群聚呼吸率未與任何參數有顯著相關，縱 使該季有最高的異營性細菌生產力，但估算之異營性細菌呼吸率，僅 佔群聚呼吸率的 24.2%，故影響夏季群聚呼吸率變化的主因仍不清 楚。秋季的群聚呼吸率與異營性細菌生物量有顯著相關，顯示異營性
35
細菌為此時的群聚呼吸率主要來源。冬季的群聚呼吸率為各季最低，
其原因可能是冬季時潟湖與外海的水體交換速率較快，導致潟湖內的 營養鹽和浮游生物被外海海水大量稀釋或被攜出，進而造成浮游生物 生物量降低，而使群聚呼吸率大幅下降。從系統探收支的觀點而言，
東沙環礁潟湖各季的 P/R 平均值均接近或大於 1，顯示潟湖應為平衡 性，冬季時更屬自營性。
本研究在東沙環礁潟湖對浮游生物群聚呼吸率之議題，雖已盡可 能做出完整的調查與分析探討，但仍有不足之處。未來若能進一步蒐 集東沙環礁的完整氣象參數，將潟湖內、外海水交換速率納入，並增 加潟湖底棲生物的研究，勢必將使東沙環礁潟湖群聚呼吸率的研究更 臻完備。
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43
44
45
表三、參數@水體積分平均值，以 Tukey 法分析各季節差異之結果。分析方式是將各參數分作春、夏、秋、冬四組，
以 Tukey 法作 pairwise comparison。
項目 p 值 結果
46
表四、參數@水體積分平均值，潟湖西區(測站 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、13、14、15)與東區(測站 11、
16、17、18、19、20、21、22、23、24)差異分析表。
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51
52
53
表十(續)、春季測站之物理、化學、和生物參數@水體積分平均值。
St. T (2 m) S (2 m) DIN PO4
SiO4
2-DOC Chl a PP BB BP Zoopl CR
18 28.3 34.27 2.06 nd 1.40 225 0.49 - 26.5 14.6 0.56 53.9 19 28.2 34.24 2.41 nd 1.47 286 0.23 60 22.8 11.8 0.58 101.3 20 28.5 34.35 2.44 nd 1.00 158 0.18 - 18.5 26.5 1.77 114.6 21 27.3 34.25 2.30 0.09 1.41 190 1.27 232 31.4 30.3 0.89 106.8 22 27.3 34.02 2.39 0.02 1.46 203 1.27 - 37.4 19.8 1.60 141.6 23 27.4 34.24 2.30 0.05 1.39 73 1.78 127 30.5 26.5 3.57 279.2 24 28.1 34.27 2.41 0.05 1.44 128 0.71 - 34.3 44.4 12.77 107.8 nd 表示未偵測到。
@溫度(T；℃)、鹽度(S；psu)、溶解態無機氮(DIN：NO3-+NO2-；μM)、磷酸鹽(PO43-；μM)、矽酸鹽(SiO42-；μM)、溶解態有機碳(DOC；
μM)、葉綠素甲(Chl a；μg L-1)、初級生產力(PP；mg C m-3 d-1)、異營性細菌生物量(BB；mg C m-3)、異營性細菌生產力(BP；mg C m-3 d-1)、浮游動物豐度(Zoopl；x 108 ind. m-3)和浮游生物群聚呼吸率(CR；mg C m-3 d-1)。
54
55
表十一(續)、夏季測站之物理、化學、和生物參數@水體積分平均值。
St. T (2 m) S (2 m) DIN PO4
3-SiO4
2-DOC Chl a PP BB BP Zoopl CR
18 31.4 33.78 1.97 0.11 3.05 55 0.95 - 25.21 18.0 1.06 76.4 19 31.0 33.57 1.98 0.08 2.20 55 0.83 84.2 21.09 21.4 7.08 47.8 20 30.0 33.07 2.36 0.32 2.20 62 0.76 - 16.55 27.9 57.15 39.2 21 31.9 33.87 1.81 0.02 3.04 78 0.77 82.8 10.87 7.3 1.78 54.1 22 30.2 33.19 1.99 nd 3.09 67 0.36 - 10.77 7.7 0.79 147.4 23 29.9 33.20 2.05 nd 2.49 70 0.98 24.5 14.40 27.0 0.66 165.8 24 31.2 33.49 2.11 0.05 2.25 69 1.06 - 16.04 31.7 1.27 54.3 nd 表示未偵測到。
@溫度(T；℃)、鹽度(S；psu)、溶解態無機氮(DIN：NO3
-+NO2-；μM)、磷酸鹽(PO43-；μM)、矽酸鹽(SiO42-；μM)、溶解態有機碳(DOC；
μM)、葉綠素甲(Chl a；μg L-1)、初級生產力(PP；mg C m-3 d-1)、異營性細菌生物量(BB；mg C m-3)、異營性細菌生產力(BP；mg C m-3 d-1)、浮游動物豐度(Zoopl；x 108 ind. m-3)和浮游生物群聚呼吸率(CR；mg C m-3 d-1)。
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表十二(續)、秋季測站之物理、化學、和生物參數@水體積分平均值。
St. T (2 m) S (2 m) DIN PO4
3-SiO4
2-DOC Chl a PP BB BP Zoopl CR
18 29.4 33.09 1.93 0.09 1.59 129 0.7 - 19.8 3.7 1.96 63.7 19 29.2 33.04 2.49 0.00 3.04 178 0.86 200.1 20.4 6.5 1.24 113.9 20 29.4 33.02 2.51 0.01 2.51 80 0.73 - 25.3 19.6 2.05 81.0 21 29.1 32.79 2.95 0.02 4.70 87 0.8 55.5 20.1 21.9 5.35 49.3 22 29.1 32.83 2.82 0.01 4.68 106 0.6 - 29.0 28.7 14.67 95.9 23 29.5 33.06 2.88 0.00 4.19 155 0.56 33.2 25.6 23.7 1.96 98.6 24 29.3 33.06 2.95 0.00 3.12 154 0.69 - 25.0 12.1 1.24 78.9
@溫度(T；℃)、鹽度(S；psu)、溶解態無機氮(DIN：NO3-+NO2-；μM)、磷酸鹽(PO43-；μM)、矽酸鹽(SiO42-；μM)、溶解態有機碳(DOC；
μM)、葉綠素甲(Chl a；μg L-1)、初級生產力(PP；mg C m-3 d-1)、異營性細菌生物量(BB；mg C m-3)、異營性細菌生產力(BP；mg C m-3 d-1)、浮游動物豐度(Zoopl；x 108 ind. m-3)和浮游生物群聚呼吸率(CR；mg C m-3 d-1)。
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表十三(續)、冬季測站之物理、化學、和生物參數@水體積分平均值。
St. T (2 m) S (2 m) DIN PO4
3-SiO4
2-DOC Chla PP BB BP Zoopl CR
18 22.0 34.34 1.56 0.04 1.52 184 0.29 - 10.35 7.0 0.97 47.7 19 22.0 34.30 1.61 0.04 1.57 209 0.44 70.2 12.79 6.8 3.66 37.2 20 21.9 34.30 1.72 0.05 1.67 200 0.45 - 13.04 15.9 0.81 38.2 21 22.2 34.34 1.49 0.02 1.47 200 0.43 124.7 14.05 5.3 3.89 10.9 22 22.3 34.32 1.55 0.02 1.53 176 0.5 - 13.78 10.6 3.50 27.1 23 22.3 34.29 1.61 0.05 1.56 190 0.53 15.3 10.14 8.8 0.27 66.8 24 22.0 34.28 1.62 0.04 1.58 200 0.48 - 9.80 8.0 0.36 49.8
@溫度(T；℃)、鹽度(S；psu)、溶解態無機氮(DIN：NO3-+NO2-；μM)、磷酸鹽(PO43-；μM)、矽酸鹽(SiO42-；μM)、溶解態有機碳(DOC；
μM)、葉綠素甲(Chl a；μg L-1)、初級生產力(PP；mg C m-3 d-1)、異營性細菌生物量(BB；mg C m-3)、異營性細菌生產力(BP；mg C m-3 d-1)、浮游動物豐度(Zoopl；x 108 ind. m-3)和浮游生物群聚呼吸率(CR；mg C m-3 d-1)。
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圖 一、東沙環礁潟湖內採樣測站位置圖。
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圖 二、各季節(A：春季；B：夏季；C：秋季；D：冬季)之表水溫度 (℃)分布圖。
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圖 三、各季節測線 1、2 之水體溫度(℃)剖面圖：春季(A：測線 1，B：
測線 2)；夏季(C：測線 1，D：測線 2)；秋季(E：測線 1，F：
測線 2)；冬季(G：測線 1，H：測線 2)。
63
圖 四、各季節(A：春季；B：夏季；C：秋季；D：冬季)之表水鹽度 (psu)分布圖。
64
圖 五、各季節測線 1、2 之水體鹽度(psu)剖面圖：春季(A：測線 1，
B：測線 2)；夏季(C：測線 1，D：測線 2)；秋季(E：測線 1，
F：測線 2)；冬季(G：測線 1，H：測線 2)。
65
圖 六、各季節(A：春季；B：夏季；C：秋季；D：冬季)之溶解態無 機氮(DIN；μM)水體積分平均值分佈圖。
66
圖 七、各季節測線 1、2 之溶解態無機氮(DIN；μM)剖面圖：春季(A：
測線 1，B：測線 2)；夏季(C：測線 1，D：測線 2)；秋季(E：
測線 1，F：測線 2)；冬季(G：測線 1，H：測線 2)。
67
圖 八、各季節(A：春季；B：夏季；C：秋季；D：冬季)之磷酸鹽(PO43-； μM)水體積分平均值分佈圖。
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圖 九、各季節測線 1、2 之磷酸鹽(PO43-；μM)剖面圖：春季(A：測 線 1，B：測線 2)；夏季(C：測線 1，D：測線 2)；秋季(E：
測線 1，F：測線 2)；冬季(G：測線 1，H：測線 2)。
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圖 十、各季節(A：春季；B：夏季；C：秋季；D：冬季)之矽酸鹽(SiO42-； μM)水體積分平均值分佈圖。
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圖 十一、各季節測線 1、2 之矽酸鹽(SiO42-；μM)剖面圖：春季(A：
測線 1，B：測線 2)；夏季(C：測線 1，D：測線 2)；秋季 (E：測線 1，F：測線 2)；冬季(G：測線 1，H：測線 2)。
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圖 十二、各季節(A：春季；B：夏季；C：秋季；D：冬季)之溶解態 有機碳 (DOC；μM)水體積分平均值分布圖。
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圖 十三、各季節測線 1、2 之溶解態有機碳(DOC；μM)剖面圖：春 季(A：測線 1，B：測線 2)；夏季(C：測線 1，D：測線 2)；
秋季(E：測線 1，F：測線 2)；冬季(G：測線 1，H：測線 2)。
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圖 十四、各季節(A：春季；B：夏季；C：秋季；D：冬季)之葉綠素 甲(Chl a；μg L-1)水體積分平均值分布圖。
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圖 十五、各季節測線 1、2 之葉綠素甲(Chl a；μg L-1)剖面圖：春季(A：
圖 十五、各季節測線 1、2 之葉綠素甲(Chl a；μg L-1)剖面圖：春季(A：